Resfriamento artificial em fornos retangulares para a produção de carvão vegetal

Abstract

Um importante aspecto a ser considerado na produção de carvão vegetal é o longo período de resfriamento dos fornos de alvenaria, acarretando na baixa produtividade e exigindo maior número de fornos para suprir a demanda de produção. Pesquisas têm sido desenvolvidas para a redução do tempo de resfriamento dos fornos retangulares, utilizando trocadores de calor. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar três modelos de trocadores de calor que promovam a redução significativa do tempo de resfriamento. A pesquisa foi realizada na unidade produtora de carvão vegetal Buritis, da Empresa Arcelor Mittal Bioflorestas, localizada na cidade de Martinho Campos, MG. Foram avaliados três diferentes trocadores de calor (Modelos 1, 2 e 3), determinando o tempo, em dias, que os fornos retangulares levavam para atingir a temperatura de 50 oC em relação ao resfriamento natural. O Modelo 1 apresentou ganho real no tempo de resfriamento de 12,5%; o Modelo 2, ganho real de 38%; e o Modelo 3, com fluxo de gás convencional, apresentou ganho médio de 32%, enquanto no fluxo de gás invertido o ganho foi de 43%. Conclui-se que os trocadores de calor avaliados foram eficientes na redução do tempo de resfriamento dos fornos retangulares para produção de carvão vegetal, elevando, assim, a produtividade dos fornos. O trocador de calor Modelo 3, com fluxo de gás invertido, apresentou o maior ganho real no tempo de resfriamento, além do menor número de focos de incêndio durante o descarregamento do carvão vegetal.

An important aspect to be considered in charcoal production is the long cooling period of the kilns, which results in low productivity and requires a large number of kilns to supply the production demand. Researches have been developed to reduce the cooling time of the rectangular kilns by using heat exchangers. Thus, the objective of this study was to evaluate three models of heat exchangers that promote significant reduction in cooling time. The research was conducted at ArcelorMittalBioflorestas Company, Buritis unit, located in the city of Martinho Campos, MG.Three different heat exchangers (Models 1, 2 and 3)were evaluated.Cooling time, in days, of rectangular kilns that used heat exchangers was compared to natural cooling until the temperature of 50°C. Model 1 showed a real gain of 12.5% in cooling time, while the real gain of Model 2 was 38%. Model 3 with conventional gas flow showed an average gain of 32% whereas for inverted gas flow the gain was 43%.It is concluded that the heat exchangers evaluated were effective in reducing the cooling time of the rectangular kilns for charcoal production, which raised the kilns’ productivity. Heat exchanger Model 3, with inverted gas flow, had the largest gain in cooling time and the lower number of fires during charcoal discharging.